伞罩型湿式脱硫除尘塔入口结构优化模拟

利用商用CFD软件Fluent,采用k-ε湍流模型和SIMPLE算法,对新型伞罩型湿式脱硫除尘塔内的三维两相流场进行数值模拟,发现了塔内烟气入口处流场所存在的不均匀性。为将其流场调节均匀从而提高脱硫除尘效率,在数值模拟的基础上提出在入口处加装直导流板、阶梯导流板和弯曲导流板,并分析塔内y=0截面速度的分布,以及z＝0.21 m截面上的颗粒浓度、速度和压力等参数的分布。结果表明：通过加装阶梯导流板和弯曲导流板均可以将流场调节均匀,达到较理想状态,从而实现高效净化气体的目的。模拟结果对设备的优化设计和实际运行有一定的指导作用。     

新型离心式脱硫塔气液两相流数值模拟

利用FLUENT软件和SIMPLE算法对新型旋流脱硫塔的气液两相流场进行了数值模拟。计算中气相采用了RSM湍流模型,颗粒相采用了Lagrange坐标系下的随机轨道模型。分析结果表明,气相流场具有强旋流特性;喷射液滴的直径、喷淋量和烟气流速影响其在塔内的分布:喷射液滴粒径越大、喷射量越小、烟气流速越大,入口段降温越少;塔体上方截面平均浓度随液滴粒径的增加而降低,随液气比的增加而增加,随烟气流速的增加会先增加至最高值然后降低。喷淋液滴在其他运行参数不变时,平均粒径范围为0.5～1 mm,会对进口烟气起到较好的净化与降温的作用,并使塔体上方喷淋液滴在截面z=4.15 m处浓度分布均匀且覆盖率高;在保证液滴粒径较小时,通过降低烟气流速或增加喷淋量可提高液滴喷淋覆盖率,使得烟气与喷淋充分接触。计算得到的气相流场分布与实测值吻合较好,证明了数学模型的合理性,为进一步优化分离器结构提供了可靠依据。     

蜂窝断面内循环三相生物流化床内流动状况的数值模拟

根据蜂窝断面内循环三相生物流化床内混合液的连续性方程、动量方程和能量方程,利用Fluent软件对反应器内的流动状况进行了数值模拟.采用Fluent的前处理软件Gambit完成流化床的三维模型,利用Fluent主程序解析计算,并利用后处理软件实现计算结果的显示.模拟计算结果获得了反应器内静压力、静压差的变化规律,得到了液体循环速度、气含率沿纵向及横断面的分布.     

烧结机头电除尘器的数值模拟及现场实测验证

为提高某600 m~2烧结机头电除尘器的实际工程应用效果,使用商业CFD软件进行数值模拟,分别采用k-ε模型、电磁流体模型(MHD)和离散相模型(DPM)模拟流场、电场和颗粒运动轨迹。结果表明:经气流分布优化后,计算得到电除尘器进口烟气量分配偏差为±1.5%、颗粒相质量流量偏差为±0.7%,电除尘器本体两侧阻力分别为127.1 Pa和123.7 Pa,电场截面气流分布均匀性相对均方根差分别为0.129和0.133,均优于标准JB/T7671-2017要求;得到电场内电势分布及颗粒运动规律,电除尘效率与供电电压、颗粒粒径具有相关性。经现场实测验证,各参数的实测值与模拟值一致性较好,实测电除尘器出口烟尘浓度为25.8 mg·m~(-3),除尘效率达99.20%,优于设计值;烟尘颗粒在0.03～10μm的分级除尘效率为80.35%～98.69%。0.1～1μm的颗粒段存在穿透窗口,其分级除尘效率仅为80.35%～91.81%。本研究结果可为烧结烟气的烟尘超低排放提供参考。     

伞罩型除尘脱硫塔内除雾器性能研究

除雾器是湿法烟气脱硫(WFGD)系统内重要的设备之一,其性能对WFGD系统运行的可靠性有重要影响.利用Fluent6.2软件对新型伞罩型除尘脱硫塔内的三维两相流场进行数值模拟,气相采用RNG湍流模型,液相采用离散相模型,选择SIMPLE算法进行计算,分析塔内的折板除雾器和旋流板除雾器的速度场、压力场和液滴的分布情况.结果表明,烟气经过折板除雾器,产生了明显的压降,且在拐角区域湍流耗散强烈,是实现气液分离的关键区域;烟气经过旋流板除雾器,速度和压强分布具有良好的对称性,液滴被气流旋转抛向壁面实现气液分离.模拟结果对新型的WFGD除雾器的设计和运行具有一定的理论指导意义.     

同步进出水SBR设备最佳进水方式流态模拟

借助流体计算软件Fluent对某同步进出水SBR设备4种不同进水位置以及3种进水孔排布分别进行流态模拟,根据模拟结果得到最佳的进水方式;同时在该进水方式下对进水流量为0.5、0.7、1.0、1.3和1.5 m3/h时反应器内的流态分布情况进行了数值模拟,最后通过示踪剂实验与模拟结果对比验证。对于实验用SBR(长×宽×高为2 m×2 m×1.2m),进水流量1.0 m3/h是最佳进水流量,此时反应器内流态稳定,进水区域主要分布于反应器中下部以及远离堰口的池壁附近,死水区面积较小,冲击负荷适中,进水对出水水质影响较小;当进水流量小于1.0 m3/h时,进水主要分布于反应器池底,对角线方向以及远离进水端池壁附近3个区域且彼此相对独立,池内死水区面积较大;当进水流量大于1.0 m3/h时,进水冲击负荷过大,迅速形成短流,影响出水水质。     

装有气流分布板的脱硫喷淋塔流场数值模拟

以600MW机组喷淋塔为研究对象,利用Fluent软件,对装有一定开孔率气流分布板的脱硫喷淋塔进行了空塔和喷淋状态下热态流场数值模拟。计算中选用k—ε模型作为计算模型,并结合拉格朗日颗粒轨道模型,用SIMPLE算法计算。结果表明气流分布板对塔内流场、温度场和压力场都有一定的影响;引入喷淋液后,由于喷淋液滴对塔内流场强烈的整流作用,内部速度明显趋于均匀化。     

垃圾焚烧电厂烟气降温模拟分析

采用fluent软件对江苏某垃圾焚烧厂的烟气2级喷水减温流程分别进行了模拟,并根据模拟结果分析了反应塔和冷却塔内烟气的温度、流速、湿度等在塔内的径向分布情况.结果表明,冷却塔和反应塔在不同进口烟气温度下将烟气温度降低到各自相应同一值时所需喷水量的模拟值和实际值均具有较好的一致性,模拟结果具有一定的可靠性;冷却塔内烟气温...     

内循环厌氧反应器多相流流场的三维数值分析

利用数值模拟的方法,引入欧拉双流体多相流模型及标准k-s紊流模型,模拟计算内循环厌氧反应器的三相流三维流场,并通过改变污泥颗粒密度及进水流量,针对固相流速及固含率的变化情况,分析条件的改变对流场的影响。研究结果表明,应用数值模拟方法可以获得内循环厌氧反应器内的流场特征;污泥颗粒密度及进水流量的改变对于反应器内污泥颗粒的流速及分布的均匀性有较为明显的影响。模拟结果对反应器的应用及优化设计具有一定的参考价值。     

内循环流化床烟气脱硫技术的实验研究

通过对流化床烟气脱硫吸收塔塔顶和塔底结构的改进,开发出一种新的内循环流化床烟气脱硫工艺。该工艺以60～80目细砂作为主要床料,在流化气速为2～5m/s情况下,实现了绝大部分固体颗粒在脱硫塔内的内循环,从而强化了热质传递,避免了粘壁现象。考察了各种因素对脱硫效率的影响,结果表明,绝热饱和温度差是影响脱硫效率的显著因素,颗粒浓度是保证系统稳定运行的关键因素。在Ca/S为12和颗粒浓度为10kg/m3条件下,系统能连续稳定运行,脱硫效率达90%以上。     

内循环厌氧反应器多相流流场的三维数值分析简

利用数值模拟的方法,引入欧拉双流体多相流模型及标准k-ε紊流模型,模拟计算内循环厌氧反应器的三相流三维流场,并通过改变污泥颗粒密度及进水流量,针对固相流速及固含率的变化情况,分析条件的改变对流场的影响。研究结果表明,应用数值模拟方法可以获得内循环厌氧反应器内的流场特征;污泥颗粒密度及进水流量的改变对于反应器内污泥颗粒的流速及分布的均匀性有较为明显的影响。模拟结果对反应器的应用及优化设计具有一定的参考价值。     

循环流化床烟气脱硫塔入口结构改进的数值模拟

采用商用Fluent软件提供的k-ε湍流模型对循环流化床脱硫塔内部流场进行了数值模拟,重点考察入口结构对脱硫塔内气相速度分布均匀性的影响,并用速度不均匀度定量描述了流场的均匀性。结果表明,当前使用90°弯管进气结构的脱硫塔内部流场存在明显的不均匀性,主要是入口处气流90°转向造成的。为此采用组合弯管进气结构代替90°弯管进气结构,以改善脱硫塔内流场不均匀性。入口结构改为组合弯管进气结构后,脱硫塔内流场不均匀性得到很大改善,速度分布的不均匀度明显减小,因此组合弯管进气结构有利于烟气与脱硫剂的充分混合反应,提高脱硫效率。     

湿式烟气脱硫喷淋塔内部流场数值模拟研究

以300MW机组湿法烟气脱硫喷淋塔为研究对象,利用计算流体力学通用软件对其内部两相流场进行模拟。气相湍流由标准k 模型描述,喷淋液滴由拉格朗日颗粒轨道模型描述。预测了无喷淋和有喷淋2种条件下的气相湍流流场分布、沿塔高方向不同截面上的气速分布以及喷淋液滴的轨迹。模拟结果表明,引入喷淋液后,出口截面气速分布明显均匀化,其最大值由无喷淋时的12m/s降至6m/s。该最大值出现在靠近塔壁处,是由塔壁附近喷淋密度较低造成的,可通过改进周边喷嘴的布置方式及喷嘴型式进行优化。     

流量对导叶式旋流管内油滴聚结破碎影响的数值模拟

为了深入研究旋流管分离机理,利用Fluent软件对导叶式旋流管进行了模拟研究,考察了流量对粒级效率和分离效率的影响,结合实验所得结果进一步研究了旋流管内油滴颗粒的运动行为。结果表明:(1)在视油滴为刚性球体的情况下,流量越大,粒级效率越大。模拟值与实验值之间的差异表明随着流量的增大,油滴的破碎作用加强,聚结作用减弱。(2)根据实测入口粒度分布进行的模拟经实验验证进一步证明了流量变化时聚结破碎作用之间的强弱关系。     

气升式反应器气液两相流流态特性模拟

为了研究曝气强度对气升式反应器内气液两相流特性的影响,组合多相流Eulerian—Eulerian模型和液相Standardk-ε湍流模型,运用Fluent软件建立了气升式反应器内气液两相流的三维非稳态数值模拟。在曝气管布局方式一定的情况下,模拟计算获得了反应器内x轴截面处不同径向位置的气含率、液速分布情况,计算结果表明,在本文研究的曝气强度范围内,气含率随着曝气强度增加而增加,越靠近曝气池底部,升流区局部气含率越高,且气含率值波动较大;随着曝气强度的增加,曝气孔附近液速增加较明显,但随着气液两相流的上升,液速增加幅度降低;同时采用粒子图像测速（PIV）技术对液相速度进行了实验研究,实验结果与模拟结果吻合性较好。     

内循环流化床烟气脱硫技术的实验研究

通过对流化床烟气脱硫吸收塔塔顶和塔底结构的改进，开发出一种新的内循环流化床烟气脱硫工艺。该工艺以60～80目细砂作为主要床料，在流化气速为2～5m／s情况下，实现了绝大部分固体颗粒在脱硫塔内的内循环，从而强化了热质传递，避免了粘壁现象。考察了各种因素对脱硫效率的影响，结果表明，绝热饱和温度差是影响脱硫效率的显著因素，颗粒浓度是保证系统稳定运行的关键因素。在Ca／S为1．2和颗粒浓度为10kg／m^3条件下，系统能连续稳定运行，脱硫效率达90％以上。     

SMBR内气液两相流三维CFD模拟

应用CFD软件Fluent对浸没式膜生物反应器(submerged membrane bioreactor,SMBR)内气液两相流进行数值模拟研究,重点考查曝气系统的改变对气液两相流态的影响,并结合PIV实验验证模拟结果,从而为反应器的优化设计及膜污染的控制提供理论依据。模拟结果表明,SMBR内曝气强化了气液两相紊动,膜表面液相速度沿反应器高度增加且形成循环流动,有利于膜面污染物的脱落;反应器内气含率分布不均匀,出现死区,不利于微生物的生长;经实验验证,模拟结果吻合良好。     

湿式烟气脱硫喷淋塔内部流场数值模拟研究

以300MW机组湿法烟气脱硫喷淋塔为研究对象，利用计算流体力学通用软件对其内部两相流场进行模拟。气相湍流由标准κ-ε模型描述，喷淋液滴由拉格朗日颗粒轨道模型描述。预测了无喷淋和有喷淋2种条件下的气相湍流流场分布、沿塔高方向不同截面上的气速分布以及喷淋液滴的轨迹。模拟结果表明，引入喷淋液后，出口截面气速分布明显均匀化，其最大值由无喷淋时的12m／s降至6m／s。该最大值出现在靠近塔壁处，是由塔壁附近喷淋密度较低造成的，可通过改进周边喷嘴的布置方式及喷嘴型式进行优化。     

静电除尘器内细微尘涡流现象的数值模拟

基于计算流体力学,以ANSYS软件中的FLUENT模块为平台模拟了粉尘粒径、烟气流速、电晕极电压和烟气含尘浓度对静电除尘器内细微尘涡流现象的影响。研究表明:随着粉尘粒径和烟气流速的增大,颗粒在静电除尘器内的合速度增大,粒子突破空气阻力维持原方向运动的能力增强,涡流的强度降低;随着电晕极电压和在一定范围内烟气含尘浓度的增加,高速流体区域与低速流体区域的速度差增大,涡流的强度会随之增加;继续增大烟气含尘浓度,导致静电除尘器内出现电晕封闭现象,"电风"逐步减弱,电场力大幅减小,粒子跟随烟气流出静电除尘器,涡流被大幅削弱或消失。根据以上规律,以相对均方根值为指标设计L~9(3~4)正交模拟,得出各因素对涡流影响程度由高到低分别为烟气流速、电晕极电压、含尘浓度、粉尘粒径。     

粉尘颗粒在单纤维表面沉积的计算机模拟

采用随机模拟方法模拟研究了粉尘颗粒在单纤维表面上的沉积过程,Kuwabara流场用于计算粉尘颗粒运动的轨迹,模拟中考虑了粉尘颗粒的粒径分布和单纤维在气流作用下的扭曲行为对粉尘颗粒沉积的影响.模拟结果表明.粉尘颗粒在单纤维表面上的沉积形态与分布特征依赖于Stokes数、粉尘颗粒粒径分布和纤维扭曲程度;模拟获得的粉尘树枝结构与相关文献提供的实验结果相似.